Ålandaström 2002-Fiskbiologi och vattenkemi

ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - Alcontrol
Bakgrund till undersökningsprogram öring Ålanda ström
Mjörns FVOf har tillsammans med Hushållningssällskapet och Alingsås sportfiskeförening
under flera år bedrivit ett arbete för att bevara och stärka Mjörns sjölevande öringstam.
Öringstammen är genuin och därmed mycket skyddsvärd. Arbetet är och har varit omfattande
och rör flera tillrinnande vattendrag. Bl a har biotopvård genomförts och öringungar från den
genuina stammen har kläckts fram och satts ut i flera mindre vattendrag som varit skadade
och uppvisat svaga eller mycket svaga öringtätheter. Ålanda ström är det idag största enskilda
reproduktionsområdet för Mjörnöringen. Ålanda ström är ca 850 meter lång och förbinder
Anten med Ålandasjön, som i sin tur mynnar i Mjörn via en kort strömsträcka. Största delen
av Ålanda ström har mycket goda förutsättningar för öringproduktion med avseende på
strömförhållanden och bottenmaterial. Under de senaste två årens provfisken har dock
öringtätheten varit låg i Ålanda ström efter en mycket positiv utveckling under första hälften
av 90-talet. Under 2001 bekostade Mjörns FVOf en större elfiskeundersökning av Ålanda
ström. Provfiske genomfördes på tre lokaler som alla visade samma negativa resultat med
mycket få öringungar.
Uppgifter finns om extremt höga pH-värden i Antens strandzoner (Hans Nyman 1997; Anten,
en sjö hotad av eutrofiering? Länsstyrelsen i Älvsborgs län 1997:8). Dessa extremvärden
uppstår enligt Nyman momentant dagtid pga mycket hög primärproduktion tillsammans med
förstärkande faktorer. Under natten sjunker pH relativt snabbt. Huvudsakligen är detta ett
sommarproblem, oftast i juli, men på fiskodlingen menar man att en tendens finns att
problemen på senare år tenderat att börja tidigare under våren. Enligt fiskodlingen har detta
lett till fiskdöd i odlingen innan man installerade syradoserare. Fiskodlingen menar att
problemen är störst vid nordlig vind, då ytvatten från Anten trycks in mot Ålanda ström och
vattenintaget till fiskodlingen.
Även andra faktorer än pHvariationerna skulle dock kunna spela in och påverka överlevnaden
av öringungar negativt.
Tänkbara orsaker till utslagningen av fisk är:
•
•
•
•
•
snabba pH-svängningar med periodvis mycket höga pH-värden (aluminiumförgiftning).
påverkan från algtoxiner (alggifter) i samband med algblomningar i sjön
påverkan från sågverksområde (tungmetaller, fenoler)
(höga vattentemperaturer)
annan okänd påverkan
Hushållningssällskapet har haft det övergripande ansvaret för undersökningen och även utfört
provtagning av vattenprover, pH och tempertaurmätningar, elfisken och överlevnadsförsök på
öringungar samt svarat för utvärderingen av de biologiska undersökningarna.
Alcontrols del i undersökningarna har omfattat uppläggning av det vattenkemiska
kontrollprogrammet, vattenanalyser samt svarat för utvärderingen av vattenkemin.
Följande personer har deltagit i undersökningarna:
Erik Westberg och Lars Thorsson Hushållningssällskapet- ansvariga för undersökningen,
provtagning av vattenprover, pH- och tempertaurmätningar, elfisken och överlevnadsförsök
på öringungar samt svarat för utvärderingen av de biologiska undersökningarna.
Holger Torstensson, Alcontrol- upplägg vattenkemiskaundesökningar och utvärdering av
vattenkemi.
1
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - Alcontrol
Syfte
Ett undersökningsprogram i Ålanda ström initierades av Hushållningssällskapet tillsammans
med Mjörns FVOf. Undersökningsprogrammet har utarbetats i samarbete med ALcontrol.
Syftet är att undersöka utvecklingen av öringbeståndet och försöka spåra orsaken till en
tillbakagång.
Undersökningsprogram och metodik:
Undersökningsprogrammet har innehållit flera delar:
Fisk:
• Frågeställning: Fungerar öringens reproduktion? Om den gör det, kan då en onormalt hög
sommardödlighet vara orsak till de låga öringtätheterna?
Elprovfiske på två lokaler i Ålanda ström 2 ggr/år. Ett elfiske tidigt och ett sent på
säsongen. Syftet har varit att få ett grepp om reproduktionsutfall och dödligheten över
säsongen.
•
Frågeställning: Är uppvandringen av lekfisk tillräcklig?
För att kunna skatta kvantiteten lekfisk är målsättningen att genomföra återkommande
inventeringar under lekperioden. Fiskarnas läge i vattendraget, storlek och ev kännetecken
noteras. Lekfiskinventering redovisas dock ej i denna rapport.
•
Biologisk kontroll med öringungar (ungarna utsätts för vatten från Ålanda ström under
kontrollerade former. Vid dödlighet tas vattenprov och fisk kan skickas för analys av
dödsorsak). Överlevnadsförsöket har genomförts i samarbete med Antens Laxodling.
Vattenkemi:
• Daglig pH- och temperaturmätning från slutet av maj till och med september i Ålanda
ström.
•
Vattenprovtagning veckovis i Ålanda ström. Provpunkten har beteckningen U och har
koordinaterna 643443-130140.Vatten från Åland Ström har letts till ett kar där öringungar
hållits under sommaren för kontroll av överlevnaden. Vattenproverna har tagits från den
slang som lett till karet. I karet har också pH och temperaturgivaren varit placerad.Vattnet
analyseras med avseende på: tot-P, Tot-N, NO3-N, NO2-N, NH4-N, pH, alkalinitet,
konduktivitet, färg, TOC, aluminium-tot och labilt Al. Provtagningen har genomförts i
samarbete med Antens laxodling.
Bottenfaunaprover från Ålanda ström samt planktonprover i Anten har också tagits, men ej
analyserats.
2
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - Alcontrol
SAMMANFATTNING
Under år 2002 har undersökningar utförts i Ålanda ström. Detta med anledning av att
dödligheten bland öringungar periodvis har varit hög i vattendraget. Undersökningarna har
bl.a. omfattat växtnäringsämnen, pH-värde, organiska ämnen, metaller, elfisken och
överlevnadsförsök på öringungar.
Halterna av totalkväve har under sommaren 2002 varit höga och halterna av totalfosfor
måttligt höga på gränsen till höga. Detta innebär att förutsättning för algblomning finns i sjön
Anten uppströms. Resultatet styrks av Göta Älvs Vattenvårdsförbund (Rapport avseende
vattendragskontroll 2001) som har kontinuerliga provtagningar i Säveåns system där Anten
och Mjörn ingår.
Av växtnäringsämnena kan höga halter av kvävefraktionerna ammonium och nitrit vara
giftiga för vattenorganismer. Både ammoniumkväve och nitritkväve uppmättes i halter som
var betydligt lägre än kända giftighetsgränser.
Någonstans mellan pH 8,5–9,0 går aluminium i lösning. När pH-värdet sjunker från denna
nivå fälls aluminium ut, vilket kan ge fiskdöd. Under året 2002 varierade
månadsmedianvärdet för pH mellan 6,8 och 7,3. Momentanvärden uppgick till 8,3 som högst i
augusti, vilket ligger under gränsen för aluminiumutlösning.
Eftersom sågverksverksamhet har bedrivits vid vattendraget undersöktes halterna av
tungmetaller (koppar, krom och arsenik) och fenol. Dessa ämnen, som är giftiga i höga halter,
uppmättes i låga eller mycket låga halter. Någon negativ påverkan från sågverket som kan
inverka på fiskbeståndet kunde således inte verifieras. Sågverkets utsläpp skedde i
Ålandasjöns norra del men ytavrinning från industritomten till Ålandaströms nedre del skulle
kunna ha förekommit.
Aluminium uppmättes i mycket låga eller ej detekterbara halter vid samtliga
provtagningstillfällen.Aluminiumförgiftning till följd av höga pH-värden kunde därför ej
inträffa detta år. Vattnets pH-värde låg dock nära gränsen för att aluminium skulle gå i
lösning och det är därför inte osannolikt att detta skulle kunna inträffa något annat år.
Provfiskeundersökningarna visade på en god täthet av årsungar i Ålanda ström. Tätheten av
årsungar i september var ca 30% av den i juni, vilket tyder på en normal dödlighet över
säsongen hos årsungarna. Tillväxten hos kvarvarande ungar var god över säsongen. Försök
med öringungar som i fångenskap utsattes för vatten från Ålanda ström visade att inga
tillfällen med massdöd inträdde under säsongen.
Antens fiskodling har tidigare haft stora problem med höga pH-värden och har därför drabbats
av fiskdöd. Genom syratillförsel vid höga pH-värden har dessa problem åtgärdats för
fiskodlingen. Under 2002 hade dock ej fiskodlingen några problem med höga pH-värden
Eftersom pH-värdena låg nära den gräns då aluminium går i lösning och blir giftig och då
fiskodlingen tidigare år haft problem med höga pH-värden bedöms höga pH-värden och
snabba förändringar i pH-värden vara en sannolik förklaring till hög dödlighet bland
öringungarna i Ålanda ström.
3
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - Alcontrol
RESULTAT
Biologi
Elprovfisken
Två lokaler i Ålanda ström har provfiskats dels i början av juni (020603) dels igen i
september (020912). Syftet med de två provfiskomgångarna har varit två:
1. Genom ett tidigt fiske kan en bra bild av reproduktionsutfallet erhållas. Det ger oss en bild
av utfallet av höstens lek och hur den nedgrävda rommen och de nykläckta ungarna klarat
vinter och vår.
2. Genom det andra provfisket sent på tillväxtsäsongen får vi en bild av ungarnas
överlevnad under sommarsäsongen. Det är under denna period som höga pH-variationer
har uppmätts i Anten. Dessutom utsätts ungarna under denna period för andra
stressfaktorer som hög vattentemperatur och låga flöden.
Lokal
Väg till
fiskdamm
Juni
September
Nedströms Juni
bron
September
0+
>0+
0+
>0+
0+
>0+
0+
>0+
Antal/fiske
omgång
1
2
206 110
1
2
56 33
1
0
94 81
0
0
70 22
0
0
3
73
1
19
1
48
0
14
0
summa Beräknad täthet
Antal/100m2
±95% k.i.
389
154,3±17,4
4
108
42,7±9,2
2
223
179,1±59,7
0
106
56,4±4,6
0
Medellängd
mm
42,4±3,6
77,5±11,06
44,7±3,9
86,4±11,9
Tab 1. Elfiskresultat i Ålanda ström 2002
Öringtäthet 0+ Ålanda ström
väg till fiskdamm
200
Nedströms bron
150
100
50
0
juni
september
Fig 1. Beståndstäthet öringungar i juni respektiv september 2002
Provfiskeresultaten visar att leken under hösten 2001 resulterade i en god täthet av årsungar
på de båda undersökta lokalerna. Detta tyder på att rommen tycks ha klarat sig bra under
vintern och att produktionspotentialen fram till yngel är god. Vid kläckning av rom i
anläggningen vid kvarnen tidigare år har rommen kläckts mycket tidigt, vilket orsakat
farhågor att en liknande situation skulle vara fallet ute i ån. Detta vet vi inte så mycket om,
dock kan ju konstateras att i år fungerade allt utmärkt och resulterade i en god täthet av ungar
i början av juni. Endast ett fåtal fjolårsungar fångades på den nedre av lokalerna (”väg till
4
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - Alcontrol
fiskdamm”) och ingen alls på lokalen ”nedströms bron”. Resultatet var inte så oväntat med
tanke på fjolårets mycket skrala resultat, både avseende årsungar och äldre fisk.
Vad gäller provfisket under september så var öringtätheten på båda lokalerna ca 0,5
öringar/m2 avseende 0+. Tätheten av 0+ var något högre på lokalen vid landsvägsbron än
lokalen nere vid fiskdammen. Tätheten av årsungar var ca 30% av den som uppmättes under
juni. Det är rimligt att anta att minskningen till största delen beror på dödlighet under
sommaren. Jämförelser med uppgifter från Fiskeriverket avseende havsöring är detta helt
normalt. Erik Degerman på Fiskeriverket menar också att frånfallet under säsongen ligger
inom det normala och att tätheten av ungar i september måste anses som god.
Beståndstäthetöring Ålanda ström
100,00
antal/100m
75,00
0+
50,00
>0+
25,00
0,00
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
år
Fig 2. Beståndstäthet öring i Ålanda Ström 1992- 2002. Lokal "väg till fiskdamm"
Vid en jämförelse med tidigare års elfiskeresultat så ligger årets täthet av 0+ väl i nivå med de
goda åren under mitten av 90-talet. Det skall påpekas att 1997 genomfördes provfisket under
slutet av juli, vilket delvis kan förklara den höga redovisade öringtätheten detta år. Det kanske
mest intressanta med 1997 års resultat är dock den goda tätheten av äldre öring vilket visar på
en god överlevnad från tidigare år.
medellängd öring 0+ Ålanda ström
Väg till fiskdamm
nedströms bron
120
100
80
60
40
20
0
juni
september
Fig 3. Medellängd öring 0+ i Ålandaström juni respektive september 2002.
Intressant att notera är att såväl täthet som medelstorlek på öringen är något högre på lokalen
uppe vid landsvägsbron. En möjlig orsak kan vara att en stor mängd av öringens föda kommer
drivande med strömmen från sjön. De öringar som står längst upp i strömmen har därmed
möjlighet att plocka ut godbitarna som därmed blir allt färre ju längre ner man kommer i
strömmen.
5
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - Alcontrol
Överlevnadsförsök med öringungar under sommaren
Med hjälp av Antens Laxodling har ett överlevnadsförsök med öringungar kunnat genomföras
under sommaren. Öringungar från fiskodlingen sattes ut i ett kar. Karet försörjdes med vatten
från Ålanda ström med hjälp av en pump. Fiskarna matades med fiskfoder. Omsättningstiden i
karet var ca 10 minuter. Försöket startades upp den 29/5 och avslutades 30/9. Vid försökets
början sattes 100 öringungar ut och vid försökets avslut fanns 55 ungar kvar. Döda öringar har
kontinuerligt plockats bort av fiskodlingens personal. Tyvärr inträdde en översvämning i
inledningsskedet av försöket och flera ungar ”rann över kanten” till karet. Dessa ersattes med
ungefärligen samma antal fiskar efteråt, men det absoluta antalet var osäkert vilket gör det
omöjligt att ange den absoluta dödligheten under försöksperioden. Det mest intressanta är
dock att inget fall av ”massdöd” inträffade som skulle kunna hänföras till brister i
vattenkvaliteten. Det enda tillfället med en något förhöjd dödlighet var i samband med en
period i juli med hög vattentemperatur då ett tiotal fiskar dog under en period av ett par dagar.
Vid försökets avslut var de överlevande fiskarna i god kondition.
Försöket bekräftar elfiskeresultaten. Det tycks inte ha uppstått någon situation under
sommaren som har kunnat orsaka massdöd hos öringen. Däremot har det varit perioder med
hög vattentemperatur, runt 23-24,5 grader som i sig kan vara mycket ansträngande för
öringarna.
6
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet- ALcontrol
Figur 4. Provtagningsplats för vattenprover i Ålanda Ström 2002. © Lantmäteriverket Gävle 2002.
Medgivande M2002/1329.
Analyser
Analyser har utförts enligt Tabell 2
Tabell 2. Variabler och analysmetoder gällande Ålanda ström 2002
Parameter
pH
Alkalinitet (mekv/l)
Konduktivitet (mS/m)
TOC (mg/l)
Ammoniumkväve (mg/l)
Nitratkväve (mg/l)
Nitritkväve (mg/l)
Tot-N (µg/l)
Analysmetod
SS028122-3
SSISO9963-2
SS-EN27888
SS-EN1484
SKALAR-92
SKALAR-92
SKALAR-92
SKALAR-92
7
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Tabell 2. Fortsättning
Parameter
Färg (mg/l)
Totalfosfor (µg/l)
Fenol (mg/l)
Arsenik (µg/l)
Krom (µg/l)
Koppar (µg/l)
Aluminium (µg/l)
Aluminium oorg (µg/l)
Analysmetod
SS-ENISO7887
SKALAR-92
SKALAR-95
EPA 6020
EPA 6020
Stand met 3120
Stand met 3120
ALL-NAJ
8
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushålningssällskapet- Alcontrol
RESULTAT VATTENKEMI
Sågverkspåverkan
I anslutning till Ålanda ström har det tidigare funnits ett sågverk. För att kontrollera påverkan
från flis, bark och spån analyserades fenol, som har en giftighetsgräns på ca 0,15 mg/l för fisk.
Även tungmetallerna koppar, arsenik och krom undersöktes. Dessa metaller används till
impregnering av virke.
Ingen påverkan från sågverksområdet
Fenol kunde ej detekteras (<0,001 mg/l) vid något provtagningstillfälle. Halterna av
tungmetallerna var generellt låga till mycket låga och halterna av organiska ämnen (TOC) var
låga. Någon negativ påverkan från sågverksområdet kunde således ej verifieras.
Näringsämnen
Risk för algblomning
I Ålanda Ström, som avspeglar vattenkvaliteten i sjön Anten, var medelhalterna av
växtnäringsämnet kväve (0,78 mg/l) höga och halterna av fosfor (0,022 mg/l) måttligt höga
nära gränsen till höga. Högsta uppmätta fosforhalter uppmättes i maj (0,029 mg/l) och juni
(0,027 mg/l). Förekommande halter av fosfor innebär risk för algblomning under sommaren.
Risk för algblomning bedöms föreligga vid fosforhalter över 0,020 mg/l.
Ingen risk för blomning av giftproducerande alger 2002
Under 2002 låg kvävefosfor-kvoten över 30 vid samtliga provtagningstillfällen, vilket innebär
låg risk för blomning av toxinbildande (giftbildande) blågrönalger. Överskott av nitratkväve
samtliga sommarmånader indikerar också att ingen blomning av blågrönalger skett.
Låga halter av nitrit och ammonium
Halterna av kvävefraktionerna ammonium och nitrit var låga till mycket låga vid samtliga
mättillfällen. Båda dessa ämnen kan vara giftiga för vattenorganismer vid höga halter.
Aluminum och pH-värden
Låga aluminiumhalter
Aluminium, som kan gå i lösning vid höga pH-värden (8,5 och högre), förekom i mycket låga
eller ej detekterbara halter. Oorganiskt aluminium, som är den potentiellt giftiga fraktionen av
aluminium, kunde ej detekteras vid något tillfälle.
Förhöjt pH-värde i augusti
Vattnets pH-värde (median) varierade mellan 6,8 och 7,3 på månadsbasis
(Hushållningssällskapets mätningar). För enskilda dagar uppmättes ett högsta värde på 8,34
den 18 augusti (Figur 4). Under denna period av augusti skedde svängningar i pH-värde med
en enhet från 7,3 till 8,3 på dygnsbasis, vilket tyder på inverkan från algblomning. Vid
algblomning tar alger upp större mängder koldioxid (kolsyra) och vätekarbonat, samtidigt
som hydroxidjoner avges (vid upptag av vätekarbonat), vilket ger en pH-höjande effekt.
Tidigare problem med fiskdöd vid fiskodlingen
Fiskodlingen som finns i området har tidigare år haft stora problem med höga pH-värden (8,59,5). Fiskdöd har inträffat i fiskodlingen. Man har därför genom syratillförsel neutraliserat
vattnet och därmed förhindrat fiskdöd. Att neutralisering har förebyggt fiskdöd tyder på at
toxin (gift) från alger inte har varit orsaken till fiskdöden.
9
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushålningssällskapet- Alcontrol
Ålanda ström detalj 17-20/8
pH
pH
Temp
temp
8.6
25.0
8.4
24.0
8.2
8.0
23.0
7.8
7.6
22.0
7.4
7.2
21.0
7.0
6.8
20.0
6.6
6.4
1 4 7 10 13 16 19 22 1 4 7 10 13 16 19 22 1 4
17
18
19
19.0
7 10 13 16 19 22 1 4 7 10 13 16 19 22 Timme
20
Dag
Figur 4. Variation av pH-värde och temperatur den 17-20 augusti 2002.
Ålanda ström 1/6-30/9
8,5
8,3
8,1
7,9
pH
Temp
24
22
20
pH
7,7
7,5
7,3
7,1
18
16
14
6,9
6,7
6,5
12
10
Fig 5. Variation av pH-värde och temperatur under perioden 1 juni-30 september 2002.
Höga pH-värden och snabba svängningar negativt för fisken
När pH-värdet överstiger 8,5-9 går aluminium i lösning. När pH-värdet sedan sjunker faller
aluminium ut. Utfällningar kan ske på fiskarnas gälar och därmed ge en gifteffekt.
När pH-värdet stiger upp mot 9,5 blir vattnet frätande, vilket också kan skada fisken. Även
snabba svängningar av pH-värdet kan i sig vara negativa för fiskens hälsa.
Under året 2002 hade fiskodlingen inga problem med höga pH-värden. Öringungar som
exponerades för vattnet under 2002 drabbades ej av onormal dödlighet. Elfiske i Ålanda
Ström under hösten 2002 visade på god tillgång på öringungar 2002.
10
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushålningssällskapet- Alcontrol
Hög temperatur kan stressa fisken
Temperaturmätningarna under sommaren 2002 visade på periodvis höga vattentemperaturer.
Som högst uppmättes en temperatur på 24,5°C i augusti (Figur 4). Vid så hög
vattentemperatur utsätts fisken för ökad stress, vilket gör dem extra känsliga. Man kan utgå
från att hög temperatur ofta sammanfaller med algblomning och höga pH-värden.
Slutsatser/Diskussion
Utgående från de mätningar som utförts under 2002 bedöms det som mest sannolikt att det är
höga pH-värden med stora pH-svängningar i kombination med hög temperatur som varit
orsaken till den utslagning av öringungar i Ålanda Ström.
Den grunda dammen (Kvarnsjön) som ligger mellan sjön Anten och Ålanda Ström ger goda
möjligheter till ökad vattentemperatur vid solinstrålning. Detta kan vara en faktor som
förstärker utslagningen av fisk vid höga pH-värden.
Förutom algblomningar kan även högre vattenväxter bidraga till pH-svängningarna om
tätheten av vattenväxter är stor i den vattenvolym som utflöde sker ifrån.
Grundorsaken till pH-svängningarna och algblomningarna är att halterna av fosfor är
förhöjda. Åtgärder för att minska fosforbelastningen till sjön är därför angelägna för att
förbättra förhållandena för fisken i sjön. Det bedöms främst vara angeläget att minska
belastningen från jordbruk och enskilda avlopp. Denna typen av åtgärder tar många år att
genomföra och man får därför räkna med att problem med höga pH-värden kan kvarstå en
längre period även om åtgärder sätts in.
REFERENSER
Alabaster & Lloyd 1975. Water quality criteria for freshwaterfish. FOA.
Göta älvs vattenvårdsförbund. Rapport avseende vattendragskontoll 2000.
Göta älvs vattenvårdsförbund. Rapport avseende vattendragskontoll 2001
Göteborgs Universitet 1999. Syrgasbrist i Åsjön.
KM Lab 2000. Skrivelse angående
bedömningsgrunder rapport 4913.
tillämpning
av
Naturvårdsverkets
Länsstyrelsen Västra Götaland. Mjörn- en limnologisk studie 2000.
Miljöforskargruppen 1997. Test i modellekosystem av avloppsvatten från Björkborns
industriområde.
Naturvårdsverket 1999. Rapport 4913. Bedömningsgrunder för miljökvalitet. Sjöar
och vattendrag.
11
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushålningssällskapet- Alcontrol
Nikunen, E. et al 1990. Ministry of
Enviroment Research. Report 91. ISBN
951-47-3539-0.
Statens Naturvårdsverk Publikationer.
1969.
Bedömningsgrunder
för
svenska ytvatten, 1969:1.
12
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Bilaga 1 – Metoder och variabler
Bilaga 1. Metoder och förklaring av olika variablers
innebörd - vattenkemi
13
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Bilaga 1 – Metoder och variabler
Olika variablers innebörd
Från och med undersökningsåret 1999 tillämpas Naturvårdsverkets nya bedömningsgrunder
för miljökvalitet (Rapport 4913 - Sjöar och vattendrag). Efterföljande klassgränser har
hämtats från rapporten. Vissa tillägg och avvikelser från Naturvårdsverkets
bedömningsgrunder har gjorts (skrivelse angående bedömningsgrunder, KM Lab 2000-0214). Skillnaderna kommenteras i efterföljande text.
Vattentemperatur
Temperatur (°C) mäts alltid i fält. Den påverkar bl.a. den biologiska omsättningshastigheten
och syrets löslighet i vatten. Eftersom densitetsskillnaden per grad ökar med ökad temperatur,
kan ett språngskikt bildas i sjöar under sommaren. Detta innebär att vattenmassan skiktas i två
vattenvolymer. Förekomst av temperatursprångskikt försvårar ämnesutbytet mellan yt- och
bottenvatten, vilket medför att syrebrist kan uppstå i bottenvattnet där syreförbrukande
processer dominerar.
Under vintern medför isläggningen att syresättningen av vattnet i stort sett upphör. Under
senvintern kan därför också syrebrist uppstå i bottenvattnet.
pH-värde
Vattnets surhetsgrad anges som pH-värde. Skalan (pH) är logaritmisk, vilket innebär att pH 6
är 10 gånger surare och pH 5 är 100 gånger surare än pH 7. Normala pH-värden i sjöar och
vattendrag är oftast 6-8. Regnvatten har ett pH på 4,0 - 4,5.
Låga värden uppmäts som regel i sjöar och vattendrag i samband med snösmältning. Höga
pH-värden kan under sommaren uppträda vid kraftig algtillväxt, vilket är en konsekvens av
fotosyntesen.
Vid pH-värden under ca 5,5 uppstår biologiska störningar, t.ex. nedsatt fortplantningsförmåga
hos vissa fiskarter, utslagning av känsliga bottenfaunaarter m.m. Vid värden under ca 5,0 sker
drastiska förändringar och utarmning av organismsamhällen. Låga pH-värden ökar dessutom
många metallers löslighet och därmed giftighet i vatten.
Enligt Naturvårdsverket rapport 4913 kan vatten med avseende på pH-värdet indelas i fem
kategorier:
>6,8
Nära neutralt
6,5-6,8
Svagt surt
6,2-6,5
Måttligt surt
5,6-6,2
Surt
< 5,6
Mycket surt
ALcontrol (f.d. KM Lab) har gjort följande tillägg:
8-9
Högt pH-värde
>9
Mycket högt pH-värde.
14
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Bilaga 1 – Metoder och variabler
Alkalinitet
Alkalinitet (mekv/l) är ett mått på vattnets innehåll av syraneutraliserande ämnen, vilka främst
utgörs av karbonat- och vätekarbonat. Alkaliniteten ger information om vattnets buffrande
kapacitet, d.v.s. förmågan att motstå försurning. Enligt Naturvårdsverket rapport 4913 kan
vatten med avseende på alkalinitet (mekv/l) indelas i fem kategorier:
>0,2
Mycket god buffertkap.
0,1-0,2
God buffertkapacitet
0,05-0,10
Svag buffertkapacitet
0,02-0,05
Mycket svag buffertkap.
<0,02
Ingen el obet. buffertkap.
Färgtal
Färgtal mäts genom att vattnets färg jämförs med en brungul färgskala. Färgtalet är främst ett
mått på vattnets innehåll av humus och järn.
Enligt Naturvårdsverket rapport 4913 kan en klassindelning med avseende på färgtal göras
enligt:
<10
Ej el obet. färgat vatten
10-25
Svagt färgat vatten
25-60
Måttligt färgat vatten
60-100
Betydligt färgat vatten
>100
Starkt färgat vatten
Konduktivitet
Konduktivitet - ledningsförmåga, (mS/m 25 °C ) är ett mått på den totala halten lösta salter i
vattnet. De ämnen som vanligen bidrar mest till konduktiviteten i sötvatten är kalcium,
magnesium, natrium, kalium, klorid, sulfat och vätekarbonat. Konduktiviteten ger information
om mark- och berggrundsförhållanden i tillrinningsområdet. Den kan i en del fall också
användas som indikation på utsläpp i sjöar och vattendrag.
TOC
TOC (totalt organiskt kol) ger information om halten av organiska ämnen. Nedbrytningen av
det organiska materialet förbrukar syre. TOC-halten ger därför även information om risken för
låga syrgashalter.
15
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Bilaga 1 – Metoder och variabler
Enligt Naturvårdsverket rapport 4913 kan en klassindelning med avseende på TOC (mg/l)
göras enligt:
<4
Mycket låg halt
4-8
Låg halt
8-12
Måttligt hög halt
12-16
Hög halt
> 16
Mycket hög halt
Kväve
Totalkväve (mg/l) anger det totala kväveinnehållet i ett vatten, vilket dels kan föreligga
organiskt bundet och dels som lösta salter. De senare utgörs av nitrat, nitrit och ammonium.
Kväve är ett viktigt näringsämne för levande organismer. Tillförsel av kväve, anses utgöra
den främsta orsaken till övergödningen av våra kustvatten.
Kväve tillförs sjöar och vattendrag genom nedfall av luftföroreningar, genom läckage från
jord- och skogsbruksmarker samt genom utsläpp av avloppsvatten.
Enligt Naturvårdsverket rapport 4913 kan sjöar (maj-oktober) med avseende på totalkvävehalt
indelas enligt följande (mg/l):
< 0,3
Låga halter
0,3-0,625
Måttligt höga halter
0,625-1,25
Höga halter
1,25-5,0
Mycket höga halter
>5,0
Extremt höga halter
Denna klassindelning använder vi också som grund för klassning av rinnande vatten samt för
sjöar under andra månader än maj-oktober (avvikelse från bedömningsgrunder).
Nitratkväve, NO3-N (mg/l) är en viktig närsaltkomponent som direkt kan tas upp av
växtplankton och högre växter. Nitrat är lättrörligt i marken och tillförs sjöar och vattendrag
genom s.k. markläckage.
Ammoniumkväve (NH4-N) är den oorganiska fraktion av kväve som bildas vid nedbrytning
av organiska kväveföreningar. Ammonium omvandlas via nitrit (NO2-N) till nitrat (NO3-N)
med hjälp av syre. Denna process tar ganska lång tid och förbrukar stora mängder syre.
Oxidation av 1 kg ammoniumkväve förbrukar 4,6 kg syre.
Många fiskarter och andra vattenlevande organismer är känsliga för höga halter av
ammonium beroende på att gifteffekter kan förekomma. Giftigheten beror av pH-värdet
(vattnets surhet), temperaturen och koncentrationen av ammonium. En del ammonium
övergår till ammoniak som är giftigt.
16
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Bilaga 1 – Metoder och variabler
Ju högre pH-värde och temperatur desto större andel ammoniak i förhållande till ammonium
(Alabaster 1975).
Enligt Naturvårdsverket (1969:1) är gränsvärdet för laxartad fisk (t.ex. öring och lax) 0,2 mg/l
och för fisk i allmänhet (t.ex. abborre, gädda och gös) 1,5 mg/l. Det finns dock en del tåliga
arter inom gruppen vitfiskar som klarar mycket höga halter.
Dessa gränser har tillämpats för medelhalter av värden uppmätta även under övriga delar av
året. Tillståndsbedömningen i rinnande vatten har gjorts enligt samma normer.
Bedömningsgrunder för ammoniumkväve saknas. Följande indelning har därför föreslagits
av ALControl (mg/l) utgående från SNV 1969:1, Bedömningsgrunder för svenska ytvatten
(effekter på fisk):
< 0,05
Mycket låg halt
0,05-0,20
Låg halt
0,20-0,50
Måttligt hög halt
0,50-1,50
Hög halt
> 1,50
Mycket hög halt
För nitritkväve saknas bedömningsgrunder. Nitritkväve kan vara giftigt beroende på att ämnet
hämmar bildningen av röda blodkroppar.
Vid en exponeringsstudie (MFG 1997) konstaterades effekter på mjälte och röda blodkroppar
hos regnbåge vid nitrithalter på 0,050 – 0,100 mg/l.
Fosfor
Totalfosfor, tot-P (mg/l) anger den totala mängden fosfor som finns i vattnet. Fosfor
föreligger i vatten antingen organiskt bundet eller som fosfat.
Fosfor är i allmänhet det tillväxtbegränsande näringsämnet i sötvatten, och alltför stor
tillförsel kan medföra att vattendrag växer igen och att syrebrist uppstår.
Enligt Naturvårdsverket rapport 4913 kan sjöar (maj-oktober) med avseende på totalfosforhalt
indelas enligt (mg/l):
< 0,0125
Låga halter
0,0125-0,025
Måttligt höga halter
0,025-0,050
Höga halter
0,050-0,10
Mycket höga halter
>0,10
Extremt höga halter
17
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Bilaga 1 – Metoder och variabler
Denna klassindelning använder vi också som grund för klassning av rinnande vatten samt för
sjöar under andra månader än maj-oktober (avvikelse från bedömningsgrunder).
Kväve/fosfor-kvot
Kvoten mellan halterna av kväve och fosfor (N/P-kvoten) beskriver den relativa betydelsen av
dessa ämnen och visar potentialen för massutveckling av blågrönalger.
Enligt Naturvårdsverkets bedömningsgrunder (Rapport 4913) kan tillståndet med avseende på
kväve/fosfor-kvot (juni-september) i sjöar bedömas enligt följande:
>30
Kväveöverskott
15-30
Kväve-fosforbalans
10-15
Måttligt kväveunderskott
5-10
Stort kväveunderskott
<5
Extremt kväveunderskott
Dessa gränser har tillämpats för medelhalter av värden uppmätta även under övriga delar av
året.
Vid kväveöverskott (N/P-kvot > 30) är risken för blomning av blågrönalger liten, men risken
ökar med ökande kväveunderskott (N/P-kvot < 30).
Fenol
Fenoler är en grupp av organiska ämnen (mer än 50 st) som bl.a. ingår naturligt i vissa
humusämnen men som också ingår i vissa kemikalier. I ytvatten kan den naturliga halten
variera mellan 0-10 µg/l och i grundvatten mellan 0-5 µg/l.
Utgående från giftighetstest på olika vattenorganismer har man kommit fram till att fisk är
känsligast, med påvisbara effekter vid fenolhalter på 0,15 mg/l (Nikunen 1990).
Utsläppsvattnet från sågverket har under de senaste två åren haft maxhalter på 1,6 mg/l
(timmerbassäng, vinter) och 0,16 mg/l (timmerbevattning, sommar).
Allmänt om metaller
I gruppen tungmetaller förekommer huvuddelen av de metaller som kan vara skadliga för
levande organismer. Det är främst bly, krom, kadmium, koppar, arsenik, zink, nickel och
kvicksilver som är aktuella i detta sammanhang. En del tungmetaller, t.ex. järn, zink, krom
och koppar är nödvändiga och ingår i enzymer, proteiner, vitaminer och andra livsviktiga
byggstenar, men tillförseln till organismen får inte bli för stor.
Tungmetaller finns naturligt i miljön i förhållandevis låga halter. Dock kan halterna vara höga
i sulfidhaltiga berg- och jordarter. Till skillnad från flertalet andra naturligt förekommande
ämnen tycks vissa tungmetaller - främst bly, kadmium och kvicksilver - inte ha någon
18
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Bilaga 1 – Metoder och variabler
funktion i levande organismer. I stället orsakar dessa metaller redan i små mängder skador då
de tillförs djur och växter.
Tungmetallernas giftverkan beror till stor del på att de binds hårt till organiska
ämnen/strukturer i levande celler, vilket dels försvårar utsöndring (ger ackumulering/koncentrering) och dels bidrar till att olika cellfunktioner störs (gifteffekt).
Tungmetallerna är oförstörbara, vilket innebär att de inte bryts ner. De är således exempel på
stabila ämnen, som blir miljögifter om de dyker upp i alltför stora mängder i fel sammanhang.
I ytvatten gäller följande bakgrundshalter av metaller:
koppar 0,1-3 µg/l
krom 0,1-1 µg/l
Arsenik är en annan metall som ibland kan förekomma naturligt i vissa berggrundsområden.
Ämnet har också använts till impregnering av trä. I ytvatten ligger bakgrundshalter i allmänhet
mellan 0,1-0,5 µg/l. I grundvatten kan dock betydligt högre halter förekomma.
Aluminium
Aluminium är en metall som förekommer i höga halter i de flesta jord- och bergarter. Vid låga
pH-värden löses metallen ut och går i vattenlösning. Höga halter (mg-nivå) av löst aluminium
är giftigt för vattenorganismer. När pH-värdet stiger till 5 - 5,5 faller aluminium ut. När denna
process sker bildas aluminiumfällningar på fiskars och bottendjurs gälar, vilket kan ha en
direkt dödande effekt. När aluminium väl har fallit ut minskar giftigheten kraftigt. När pHvärdet stiger till 8-9 kan aluminium åter gå i lösning, varvid giftigheten ökar igen. Om pHvärdet sedan sjunker faller åter aluminium ut och kan då också bilda skadliga beläggningar på
vattenorganismernas gälar.
Enligt Naturvårdsverket (Rapport 4913) kan metallhalter i ytvatten indelas enligt följande
(µg/l):
Arsenik
Koppar
Krom
Mycket
låga
halter
Låga
halter
Måttligt
höga
Höga
halter
halter
Mycket
höga
halter
< 0,4
< 0,5
< 0,3
0,4-5
0,5-3
0,3-5
5-15
3-9
5-15
15-75
9-45
15-75
> 75
> 45
> 75
Bedömningsgrunder saknas för aluminium
19
ÅLANDA STRÖM 2002
Hushållningssällskapet - ALcontrol
Bilaga 2 –Analysresultat
Bilaga 2. Analysresultat från Ålanda Ström 2002 månadssamlingsprover baserade på sammanslagna
veckostickprover
20
ÅLANDA STRÖM 2002
Datum
Hushållningssällskapet - ALcontrol
pH Alkalinitet Kond. Färg TOC
mekv/l mS/m mg/l mg/l
Maj
Juni
Juli
Augusti
September
Medel
Datum
Maj
Juni
Juli
Augusti
September
Medel
7.5
7.5
7.5
7.4
7.4
7.5
0.33
0.31
0.32
0.33
0.34
0.33
10.3
9.7
10.2
10.1
10.0
10.1
35
30
25
35
35
32
7.0
5.6
5.9
6.5
5.9
6.2
Bilaga 2 –Analysresultat
Fenol Nitrat-N Nitrit-N Ammonium-N Tot-N Tot-P
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
0.43
0.38
0.38
0.29
0.32
0.36
0.004
0.010
0.011
0.024
0.007
0.011
0.035
0.026
0.027
0.033
0.019
0.028
1.20
0.81
0.67
0.63
0.60
0.78
0.029
0.027
0.021
0.017
0.015
0.022
N/P-kvot Aluminium Aluminium Arsenik Koppar krom
totalt oorganisk
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l µg/l
41
30
32
37
40
36
0.03
0.03
0.02
0.02
0.03
0.03
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
0.4
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.8
0.5
0.4
0.4
1.0
0.6
0.6
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
21